Mavzu: evolyusiyaning genetik asoslari

MAVZU: EVOLYUSIYANING GENETIK ASOSLARI
Reja:

1. 
   Kirish
   
2. 
   Asosiy qism
   
3. 
   Evolyusion jarayonni asoslab beruvchi omillar.
   
4. 
   Mutatsiya – evolyusiyaning birdan – bir va yagona genetik asosidir.
   
5. 
   Modifikatsion «uzgaruvchanlik»ning asossizligi.
   
6. 
   Evolyusiya – mutatsion jarayonning maxsuli va natijasi sifatida.
   
7. 
   Xulosa
   
8. 
   Foydalanilgan adabiyotlar
   

KIRISH
Evolyusion jarayonning genetik asoslari, anikrogi genetik asoslanishi deganda tur tizimida sodir buluvchi mutatsion jarayonlar nazarda tutiladi. Mutatsiyalar – turning barcha kismlarida boruvchi biokimyoviy uzgarishlardir. Ular uzgaruvchanliklarning asosiy manbai xisoblanib, ayni shular xisobiga paydo buluvchi yangi belgilar evolyusiyaning borishini ta’minlaydi. Demak, mutatsiyalar evolyusiyani keltirib chikaradigan va uni davom etishini ta’minlaydigan asosiy bosh manbaadir.
Yirik mutatsiyalar, kuprok xromosomalar darajasida boruvchi biokimyoviy uzgarishlar, kamdan-kam xolatlarda sodir bulib turadi. Ularni keltirib chikaruvchi ta’sirlar (turli kuchli energiyalar, masalan, radioaktiv parchalanishda xosil buluvchi nurlar) kuprok tashki muxitda joylashadi. Bu xildagi mutatsiyalarda xromosom apparatidagi buzilishlar ayrim xromosomalarning kismlarini uzilib ketishiga, kushimcha, ilgari bulmagan, xromosoma bulaklarini paydo bulishiga; xromosomalarning ba’zilarini butunlay yukolib ketishiga, yoki kushimcha, tuplamda “kuzda tutilmagan” yangi xromosomalarni xosil bulib kolishiga; xromosomalar tuplamini 2 va undan kuprok xissada ortib ketishiga va boshka xildagi uzgarishlarga olib keladi.
Bu xildagi yirik mutatsiyalarning okibatida xosil buladigan belgilar organizmning tuzilishidagi ilgaridan xosil kilingan mutanosibliklarga yod bulganligidan, ular organizmni yashovchanligiga karama-karshi bulganligidan xam individ bu xildagi tusaddan paydo buluvchi belgilarga tayyor bulmaganligidan, u kuprok xayotiy bulmaydi, kasallanadi, majrux, kingir-kiyshik xolatlarga chidaolmaydi va kupincha xalok buladi.
Ularga nisbatan kichik mutatsiyalar xromosomalar tarkibidagi dezoksiribonuklein kislotalar (DNK) darajasida sodir buladi. Ularning kuzga kuringani DNKning ma’lum bir informatsiyaga javobgarlik kiluvchi va gen deb ataluvchi kismida, ayrim nukleotidni “tushib” kolishi, yoki boshka nukleotid bilan urin almashib kolishi, yoxud ortikcha, ilgari bulmagan nukleotidni paydo bulib kolishi kabi xolatlarni yuzaga kelishidan iborat.
Kayd kilingan mutatsiyalar xam organizmda sezilarli uzgarishlarni xosil kilishi mumkin. Chunki ularning ta’siri orkali DNK dagi uziga xos rekonstruksiyalar (kayta kurilishlar) oksil biosintezida uz aksini topadi va uzgargan xildagi oksilni xosil kilinishi organizmda sezilarli uzgarishlarni keltirib chikaradi. Bunday mutatsiyalarga xam organizm ilgaridan tayyor bulmaganligidan ular unga salbiy ta’sir etadi.
Mayda mutatsiyalar (evolyusiyaga material yetkazib beruvchi, uzgaruvchanlikni xosil kiluvchi va evolyusiyani xamisha borishini ta’minlab turuvchi mutatsiyalar) yukoridagilardan organizm tomonidan sezilmasligi bilan farklanadi. Bu xildagi mutatsiyalar tirik olam tarkibidagi barcha individlarda tuxtovsiz ravishda yoppasiga xamma turlarni kamrab olgan xolda sodir buladi (boshkacha kilib aytganda, Yer yuzida mayda mutatsiyalar ta’sirida bulmagan biror bir jonivor yuk). Irsiyatning asosiy saklovchisi va nasldan naslga utkazuvchisi bulgan DNK molekulasida utuvchi mayda mutatsiyalar DNK molekulasi orbitalaridagi elektronlarni almashib kolishi, bir orbitadan ayrim elektronni kushni orbitaga (undan yadroga yakinrok bulganiga yoki uziga nisbatan yukorirok turgan orbitaga) utishi kabi xolatlarni uz ichiga oladi.
Garchi DNK tirik moddaning tarkibiga kiruvchi birikma bulsa xam, uning molekulyar tuzilishi noorganik kislotalarning (masalan, fosfat, xlorid, sulgfat kislotalari) molekulalari kabi tuzilgan, yaxni DNK molekulasining atomi markazida uning yadrosi turadi; yadro atrofidagi birin-ketin joylashgan orbitalarda esa elektronlar aylanadi. ‘ar bir orbita anik sondagi elektronlar bilan tavsiflanadi. Ular ma’lum tezlikda yadro atrofida xarakatlanadilar. Shunga karamasdan, vakti-vakti bilan sababsiz, xech kanday tashki yoki ichki ta’sirsiz ba’zi elektronlar uz orbitasidagi urnini yukotadi yoki boshka orbitadagi elektronlarga kushimcha elektron shaklida aylanadi. Shu xolat birlamchi mutatsion jarayon bulib xisoblanishi darkor.
Organizm bu xildagi mutatsiyani mutlako sezmaydi, elektronlar sonini ayrim orbitada kamayib yoki kupayib kolishi sezilarli bio-kimyoviy uzgarishni xosil kilmaydi. Lekin, bu xildagi mayda mutatsiyalar ommaviy tusda (keng mikyosda – kuplab individlarda) takrorlana bersa, unda kandaydir uzgaruvchanlik belgisi paydo bulishi mumkin.
Agarda, uzgarib borayotgan muxit sharoitiga nisbatan mazkur belgi mos kelib kolsa, unda shu belgi vositasida individ (yoki individlar guruxi) uzgarganligi tufayli saklanib, yashab koladi. Bu evolyusiyaning borayotganligini isbotidir. Mobodo, mayda mutatsiyalarning yigindisi okibatida (uzok vakt davomida tuplanishiga karamasdan) xosil kilingan uzgaruvchanlik belgisi uzgarib borayotgan muxit sharoitiga mos kelmasa, unda bu xildagi belgilarga ega bulgan individlar guruxi saklanib kolaolmasdan eliminatsiyalanadi va yukotiladi.
Demak, mutatsiya evolyusion jarayonning bosh materiali, asosi va asoslab beruvchisidir. Usiz uzgaruvchanlik xosil bulmaydi; uzgaruvchanlik esa evolyusiyani ta’minlovchisidir. Tiriklik Yer yuzida bor ekan, uning evolyusiyalanishini mutatsion jarayon (asosan mayda darajadagi mutatsiyalar) asoslab boradi. Shu sababdan, mutatsiya evolyusiyaning genetik asosi deb kabul kilingan.
Shu munosabat bilan, ilgari evolyusiya nazariyasida uzok vakt urin olgan va xozirgi paytda xam ba’zan uchrab turuvchi «modifikatsiya» tushunchasi xakida tuxtab utmokchimiz. Yakin vaktlargacha modifikatsiya nomi bilan “irsiy bulmagan” uzgaruvchanlikni atab kelinardi. Bunda momokaymok usimligining barglari misolida tushuntirilar ediki, agarda pasttekisliklarda usuvchi momokaymokni (uning barglari yonidan kesilmagan, butun shaklda buladi) tog yonbagirlarida kuchirib utkazilsa, uning barglari yonidan “kirkilib” kolgan shaklga keladi; keyingi avlodlari xam shu joylarda usadigan bulsa, aynan shu shakl barglarda saklanadi. Mobodo, barglari kirkilgan shakldagi momokaymok tob yonbagirliklaridan past tekislikka kayta kuchirilsa, unda barglari kirkilmagan, butun shaklni oladi.
Modifikatsiya, yoki modifikatsion uzgaruvchanlikning xilini ajratmokchi bulganlarning tasavvuri buyicha individning tashki kurinishi va kiyofasi fakat tashki muxit omillari ta’sirida saklanib turiladi. Bu muxit sharoitlari organizmning ichki tuzilish va xususiyatlariga, jumladan irsiyatga ta’sir etmaydi va shuning uchun xam bu uzgaruvchanlik irsiy emas. Tashki sharoitlarni uzgarishi modifikantlarning kiyofasini (shaklini) uzgartirib yuboradi va bu uzgarishlar ichki irsiy belgilarga ta’sir etmaydi.
Shu misol munosabati bilan kayd kilmokchimizki, aslida olganda xar kanday uzgaruvchanlik irsiy buladi. Irsiylanmaydigan, nasldan-naslga utmaydigan uzgaruvchanlikning uzi yuk. Muxit ta’sirida xosil kilingan belgilar albatta genetik strukturalarda uz ifodasini topadi. (Shuning uchun xam ularning irsiyligi keyingi avlodlarda namoyon buladi va tasdiklanadi). Ularni DNK zanjirlarining tuzilishidagi uziga xoslikka ta’sir etmasligi mumkin emas.
‘ar kanday belgi, xox u ichki biokimyoviy uzgarishning ta’sirida shakllanadimi, xox u tashki omillar maxsuli buladimi, xromosoma va genlarning kurinishida (tuzilishida) kodlanishi shart. Shunday ekan, irsiy bulmagan uzgaruvchanlik xakida xech kanday gapni bulishi xam mumkin emas.
Tabiatda modifikatsion uzgarish degan uzgaruvchanlikning maxsus xili yuk. Balki yagona irsiy mutatsion uzgaruvchanlik mavjud bulib, u evolyusiyaning bosh asosidir. (‘ar kanday uzgaruvchanlik irsiy bulganligidan, irsiy uzgaruvchanlik esa mutatsiyadir, yagona mutatsion uzgaruvchanlik xakida gapirish mumkin va bu yunalishdagi barcha fikr-muloxazalar mavjud karashdan kelib chikadi).
Ma`lumki har bir fanning tarixini insoniyat tarixidan izlash kerak. Xuddi shunday genetika fanining tarixi ham tajriba va hayot bilan bog`liq. Inson juda qadimdan yaxshi narsalardan foydalanishga intilgan: misol uchun o`simlik va chorva mollarini chatishtirib, yaxshi zot va navlar olgan. Bularni yanada takomillashtirib o`z eҳtiyojini qondirish uchun ishlatgan.
Asrimizning 2-chi yarmida naslchilik va urug`chilikda, o`simlikshunoslikda erishilgan yutuqlar irsiyat masalalarini o`rganishga katta qiziqish tug`dirdi. Genetika, seleksiya fanlarining rivojlanishida angliyalik olim Ch. Darvinning (1809-1882) organik olamning rivojlanishi to`g`risidagi evolyutsion ta`limot muhim ahamiyatga ega. Darvingacha bo`lgan davrda fan K.Linney (1707-1779) va J.Kyuve (1768-1832) ta`limoti asosida rivojlandi. Ularning ta`limotida o`lik va tirik tabiat o`zgarmas, o`simlik va hayvonlar avval qanday bo`lsa doimiy shunday bo`ladi deyilgan. Ammo oz bo`lsada Darvinga qadar ham «tabiat o`zgaradi va rivojlanadi» degan elementar g`oyalar bo`lgan. J.Batist Lamark, Jorj Byuffon, Erazm Darvin, Lomonosov, Rule va boshqalar. Lekin shunday bo`lsada, fan 18 asrda juda ko`pgina savollarga javob bera olmas edi. (Nomi genetika bo`lmasada, O`rta Osiyoda ko`pgina genetik ta`limotlar bor edi. Masalan: qaysi yoshda tug`ish, naslning qiz-o`g`illigini bilish, yaxshi nav va zotli hayvon va o`simliklar yaratish va hokazo. Suruvga qo`chqor qo`yish, yaxshi urug` ekish).
Ch. Darvinning 1859 yilda nashr etilgan «Turlarning kelib chiqishi» nomli asari bu savollarga anchagina javob beradi. Darvin bu asarida turlar doimiy o`zgarmas degan g`oyaga barham berdi. U bu asarida irsiyat va o`zgaruvchanlik tufayli tashqi sharoit ta`sirida bir necha formadagi organizmlar vujudga kelishini isbotlab berdi.
Darvin irsiyat, o`zgaruvchanlik va tanlashning (tabiiy, sun`iy) evolyutsiya faktorlari sifatidagi ahamiyatini ko`rsatib berdi. Uning ta`rificha, sifatlar vujudga kelsa, irsiyat bu xususiyatlarni avlodlarga mustahkamlaydi, tabiiy tanlanish esa ma`lum sharoitga moslanishni vujudga keltiradi, natijada foydali o`zgaruvchanlikka ega bo`lgan organizmlar yashaydi, aks holdagilari nobud bo`ladi.
Darvinning «Xonakilashtirish ta`sirida hayvon va o`simliklarning o`zgarishi» (1868), «Odamning paydo bo`lishi va jinsiy tanlanish» (1871) kabi asarlari biologiyada evolyutsion ta`limotning nazariy asosini tashkil etdi.
Nemis olimi Gofmeyster hujayra yadrosining bo`linishi va ona hujayradan 2 ta qiz hujayra hosil bo`lishini 1848 yilda aniqladi. Keyinroq Ru o`simlik va hayvon hujayralari bo`linishi umumiyligini belgilab berdi. V.Valdeyer xromosomani aniqladi.
1874 yilda I.D.CHistyakov somatik hujayraning bo`linishini o`rganib Gofmeyster fikrini tasdiqladi. O.Gertvig tipratikonlarda tuxum hujayra yadrosining spermatozoid yadrosi bilan qo`shilishini 1875 yilda birinchi marta aniqladi. Bu hodisa 1880-1883 yillarda ochiq urug`li o`simliklarda Gorojankin, 1884 yilda yopiq urug`lilarda Strasburgerlar tomonidan o`rganildi. 18-asr oxirida Karl Ber sut emizuvchilar tuxum hujayrasini kashf etib, barcha organizmlar yagona hujayradan hayot boshlashini ko`rsatib berdi. Ya`ni, hujayra tirik organizmlarning faqat tuzilish birligi bo`lib qolmay, balki rivojlanish birligi hamdir.
Darvin o`zgaruvchanlikda va yangi organizmlar vujudga kelishida duragaylanish muhim ahamiyatga ega ekanligini aniqladi.
Genetika fanining rivojlanish bosqichini umumiy ravishda 3 taga bo`lish mumkin. Birinchi bosqich chex olimi Gregor Mendelning (1822-1884) irsiyat va o`zgaruvchanlik ta`limoti kashf etilishi bilan bog`liq. Gugo de Friz, Karl Korrens va Erix Chermaklarning duragaylash bo`yicha olib borgan ishlari genetika fanining rivojida va mustaqil fan sifatida ajralib chiqishida katta ahamiyatga ega.
Gugo de Friz (Gollandiyada) lolaqizg`aldoq, Germaniyalik Korrens makkajo`xori, Avstriyada Chermak no`xat o`simligi duragaylari ustida ishlab, ota va ona irsiy belgilarining nasldan-naslga berilishi va duragaylarning belgilar bo`yicha ajralishi haqidagi maqolalarini 1900 yilda bir-biridan bexabar holda e`lon qildilar.
Shuning uchun ham genetikaning fan sifatida maydonga kelishini 1900 yilning bahori hisoblaymiz. Yuqorida nomlari qayd etilgan uchchala botanik olim ham chex olimi G.Mendelning 1865 yilda e`lon qilingan irsiyat qonunlarini «qaytadan kashf etdilar». Bu qonun Mendelning 1865 yilda nashr etilgan «O`simlik duragaylari ustida tajribalar» asarida bayon etilgan edi. Mendel no`xat ustida tajriba olib borib, ularning ayrim belgilarining keyingi bo`g`inda berilishini o`rgandi va 2 ta muhim masalani hal etdi.
Belgi va xususiyatlar jinsiy hujayralar orqali beriladigan ayrim irsiy omillar bilan belgilanadi.
Organizmlar chatishtirilganda ularning ayrim belgi va xususiyatlari yo`qolib ketmaydi, balki ota va onada qanday bo`lsa, kelgusi bo`g`inlarda ham shunday saqlanadi.
Mendelning bu ta`limoti genetikaning kelgusi rivojlanishiga nazariy asos bo`ldi. Gugo de Frizning mutatsiya haqidagi ta`limoti ham genetikaning keyingi rivojiga yordam qildi. Iogannsan toza liniya va populyatsiyalarda belgilarning nasldan-naslga berilishiga doir tajribalar olib bordi. U bir oilaga oid va tashqi irsiy jihatdan bir xil bo`lib, populyatsiyalardan iborat ekanligini aniqladi.
1909 yilda «toza liniya», «genotip», «fenotip» va «gen» degan tushunchalar fanga kiritildi. Irsiyat va o`zgaruvchanlik haqidagi fanga 1906 yilda angliyalik olim V. Betson genetika deb nom berdi.
Ikkinchi bosqich irsiyatning moddiy negizini o`rganish, xromosoma ta`limotining kashf etilishi bilan bog`liq. T.Boveri, U.Setton, E.Vilson xromosomalarni o`rganib (1902-1907) hujayraning bo`linishi va jinsiy hujayraning vujudga kelishi jarayonida irsiy faktorlar (genlar) bilan xromosomalar o`rtasida ma`lum bog`lanish bo`lishini aniqladi.
Amerikalik Tomos Morgan 1911 yilda o`z shogirdlari bilan birga xromosoma ta`limotini yaratdi. Bu ta`limot xromosomalarda genlar bir chiziqda ketma-ket joylashishini va muayyan turda necha juft gomologik xromosoma bo`lsa, shuncha birikish gruppasi hosil qilinishini tushuntirib berdi. Morgon fikricha genlar xromosomalarning moddiy bo`lakchalaridir. Morgon ta`limoti organizmlarning irsiyati va o`zgaruvchanligini o`rganishda Sitologik metodga asos soldi. Natijada genetikada yangi yo`nalish – sitogenetika vujudga keldi. Xromosoma ta`limoti genetikada buyuk kashfiyot bo`ldi. Biroq bu davrda gen mutatsiyasi o`zidan-o`zi vujudga keluvchi, tashqi sharoitga bog`liq bo`lmagan irsiy o`zgaruvchanlik deb qaralar edi. Sababi tashqi sharoit ta`sirida organizmdagi mutatsion o`zgarishlarni vujudga keltirish bo`yicha olib borilgan ko`pgina ishlar natijasiz bo`ldi. Faqat 1925 yilda G.A.Nadson va G.S.Filippovlar achitqi zamburuғiga radiy nurlari ta`sir ettirib, birinchi marta mutatsiya oldi. Amerikalik genetik G.Meller meva pashshasi (drozofila) ga rengent nurlari ta`sir ettirilib, mutatsiya chastotasining ko`payishini isbotlab, mutatsiyalar miqdorini aniq hisobga olish usulini ishlab chiqdi.
1932 yilda AQSh da L.Stadler, Sapagen, Delonelar makkajo`xori va bug`doyning xo`jalik uchun qimmatli navlarini yaratdi. Bu ishlari bilan radiatsion mutagenez usulidan foydalanishni taklif qildi. Natijada genetikada yangi yo`nalish radiatsion genetika vujudga keldi. Saharov, Loboshev, Rapopport, Auerbixlar irsiy o`zgaruvchanlikni vujudga keltirishda ximiyaviy moddalardan foydalanib, kimyoviy mutagen ta`limotini yaratdi.
1930 yillarda Serebrovskiy va Dubininlar gen to`g`risidagi ta`limotni yanada rivojlantirdi. Dubinin molekulyar genetika asoschisi hisoblanadi. U gen ham bir qancha qismlardan iborat ekanligini isbotladi, ya`ni gen xromosomaning bir qismi N.K.Koltsov genlarning ximiyaviy tarkibini o`rganib molekulyar genetikani yanada rivojlantirdi. Genetikaning rivojlanishida N.I.Vavilovning xizmati katta. U irsiy o`zgaruvchanlikda gomologik qatorlar qonunini ishlab chikdi. N.Vavilov bu qonun asosida madaniy o`simliklarning kelib chiqishi va joylashish markazlarini aniqladi. Geografik tarqalishining va joylashishining sabablarini isbotladi.
Genetika fanini rivojlanishga I.Michurinning xizmatlari katta. U sistematik jihatdan uzoq bo`lgan formalarning chatishmasligi va olingan duragayning naslsiz bo`lishiga barham berish mumkinligini isbotladi. Navashin esa qo`sh urug`lanish hodisasini isbotladi. Genetikaning metodlarini seleksiya bilan bog`lab olib borish natijasida, geografik jihatidan uzoq bo`lgan formalarning chatishmasligi va ulardan olingan duragaylarning naslsiz bo`lishiga barham beradigan usullarni ishlab chiqqan olim Karpechenko Michurinni ishlarini yanada rivojlantirdi.
Astaurov radiatsion genetika metodi asosida ipak qurtining jinsini boshqarish mumkinligini isbotladi.
Uchinchi bosqich esa irsiyat va o`zgaruvchanlikni o`rganishda ximiya, fizika, matematika, kibernetika kabi aniq fanlarning usul va printsiplaridan foydalanish davri bo`ldi. Natijada irsiyatning moddiy asosi bo`lgan hujayraning molekulyar darajasida o`rganildi. Bunda tez ko`payuvchi va ko`plab nasl beruvchi mikroorganizmlar, bakteriya va zamburug`lardan foydalanildi.
1944 yilda amerikalik mikrobiolog olim O.Everi irsiyatning moddiy asosi – xromosomadagi oqsil komponentlari bo`lmay, balki uning DNK si ekanligini isbotladi. Hozirgi kunda organizmlarning belgi va xususiyatlari xromosomalar orqali nasldan-naslga berilishi ma`lum. Xromosomalar ipsimon ikkita uzun molekula bog`lamlaridan, ya`ni DNK dan iboratligi aniqlandi.

XULOSA
Xulosa qilib aytish mumkunki gen xromosomada o`ziga xos qismlardan iborat bo`lib, vazifa va tuzilishiga ko`ra uning asosiy qismini tashkil etadi. Gen xromosomadan ajratib olinsa, xromosomaning funktsiyasi buziladi. Gen xaqiqiy mavjud bo`lib, alohida mutatsiyalanish, birikish yoki kombinatsiyalanish, ajralish va ma`lum ta`sir ko`rsatish xususiyatiga ega bo`lgan irsiyat birligidir. Genetikaning oldida turgan eng qiyin masala genning irsiyat birligi sifatida tabiatini va organizmlarda ma`lum belgilar orqali namoyon bo`lish xususiyatlarini o`rganishdir. Buni hozirgi kunda Sitologiya, bioximiya, biofizika kabi fanlar hal etdi. Gen birinchidan, xromosomada nusxa ko`chirish (reduplikatsiya), ikkinchidan mutatsion o`zgarish xususiyatiga ega, uchinchidan esa u aniq ximiyaviy struktura bilan bog`langan, to`rtinchidan, oqsil molekulasida aminokislotalarning tartib bilan o`rin almashishini nazorat qiladi.
1953 yilda irsiy belgilarning nasldan-naslga o`tishida DNK ning ahamiyati isbotlangan. Angliyalik F.Krik va amerikalik D.Uotson DNK molekulasining tuzilishini aniqlagan. 1961-1962 yil fransiyalik F.Jakob va J.Mono oqsil sintezining regulyatsiyasi ta`limotini ishlab chiqdi. F.Krik, S.Ochoa Nirenberg irsiyat kodini va oqsil molekulasiga kiradigan 20 ta aminokislota uchun nukleotidlar tripleti tarkibini aniqladi.